2. ГОТОВІ ПЛАТИ УПРАВЛІННЯ IGBT-модулях В ECONO2
3. література
4. Про компанію Int. Rectifier

МІКРОСХЕМИ ДАТЧИКІВ СТРУМУ

Вище зазначалося, що датчики струму є необхідним функціональним елементом систем електроприводу. Інформація про миттєвих значеннях струмів, що протікають в фазах ЕМ дозволяє формувати необхідні електромагнітні процеси перетворення енергії, управляти моментом і частотою обертання двигунів, забезпечувати безпечну роботу силових ключів.

На практиці датчики струму встановлюють або в шину постійного струму, або в фази електродвигуна (див. Рис. 1, №7 НЕ). У першому випадку сигнал, що знімається з датчика, буде містити модульовані по ширині імпульси з обвідної, що повторює форму фазного струму (одно- або двуполярность імпульсів залежить від прийнятого алгоритму комутації силових ключів). Цей сигнал містить інформацію про частоту ШІМ, про коммутируемом транзисторами струмі, про миттєве струмі двигуна. Ці дані легко використовувати для реалізації різних захистів і формування процесів комутації в инвертор. Однак сигнал цього датчика потребує складної обробці для отримання інформації про чинне значенні фазних струмів та іншої інформації, необхідної для вирішення власне завдань управління приводом. Для цих цілей найбільш важливою є інформація з датчиків струму, встановлених в фазах двигуна.

Традиційно для побудови датчиків струму використовувалися безконтактні прилади на ефекті Холла або інструментальні підсилювачі з оптичною розв'язкою. В обох випадках вузол вимірювання струму був досить складним в налаштуванні і регулюванню, містив велику кількість дискретних компонентів.

Компанія International Rectifier на основі технології HVIC і схем з плаваючим потенціалом, розробила ряд мікросхем датчиків струму, що дозволяють перетворювати і обробляти сигнали, що знімаються з шунтів, встановлених безпосередньо в навантаженні.

Інтегральна схема IR2175 розроблена компанією International Rectifier для реалізації струмових зворотних зв'язків з широкою смугою пропускання (несуча частота 130 кГц). Схема IR2175 вимірює струм у фазі електродвигуна з падіння напруги на шунт, перетворює цей аналоговий сигнал в цифровий і передає його в низьковольтну керуючу частину приводу. Схема включення мікросхеми представлена ​​на рис. 7.

Мал. 7. Схема включення IR2175

Харчування схеми здійснюється по бутстрепной схемою. Виходів у мікросхеми два: цифровий і сигнальний. Сигнал цифрового виходу являє собою широтно-модульований сигнал з регулюванням в паузі. Сигнальний вихід видає інформацію про струмового перевантаження і служить для організації захисту силових транзисторних ключів за допомогою управління добу. Час вироблення сигналу про перевантаження становить 2,0 мкс, що помітно менше, ніж у оптронні датчиків або датчиків на ефекті Холла.

Таблиця 1. Порівняння датчиків струму різних виробників

Виробник LEM HP IR Тип датчика LTS25-NP HCPL-7840 IR2175 Похибка% 0,2 5 2 Tдрейф погр. ppm / ° C 50 30 20 Нелінійність% 0,1 0,35 0,5 Зміщення мВ / А 2/25 3/20 10/40 Тдрейф зміщений. мкВ / ° C 100 50 25 Діапазон (-3 дБ) кГц 200 10 15

Порівняння параметрів датчика IR2175 з параметрами виробів, що випускаються фірмами Lenze (датчики на ефекті Холла) і Hewlett Packard (оптичні датчики) приведено в таблиці 1, а на рис. 8 наведено зовнішній вигляд порівнюваних приладів.

Мал. 8. Порівняння датчиків струму IR2175 (зліва), LTS25-NP (центр), HCPL-7840 (праворуч)

Інтегральні схеми IR2277 і IR22771 є високошвидкісними датчиками струму з можливістю зовнішньої синхронізації ШІМ-сигналу.

Вимірювання струму відбувається безпосередньо в фазі двигуна. В якості вхідного сигналу використовується напруга на струмовому шунт, яке перетворюється в ШІМ-змінної шпаруватості, зсувається за рівнем і перетворюється в цифровий код. Синхронізований цифровий фільтр відсікає вищі гармоніки і зменшує чутливість до перешкод. Максимальна частота вибірок складає 40 Кслов / сек, що є відповідає частоті 20 кГц, а затримка при виявленні аварійної ситуації на цій частоті 7,5 мкс. У мікросхеми IR22771 є тільки цифровий вихід, а у мікросхеми IR2277 доданий ще і аналоговий вихід. ШІМ і аналогові вихідні сигнали можуть бути безпосередньо подані в мікроконтролер або DSP-процесор.

Захищена двунаправленная схема зсуву рівня дозволяє уникнути помилок вимірювання при впливі шумів з dV / dt до 50 В / нс.

На рис. 9 показаний приклад включення токового сенсора IR2277.

Мал. 9. Схема включення IR2277

Датчики струму IR22771 і IR2277 також можуть виробляти сигнал аварії при появі наскрізного струму або струму короткого замикання для екстреного відключення транзистора або модуля IGBT.

ГОТОВІ ПЛАТИ УПРАВЛІННЯ IGBT-модулях В ECONO2

Для спрощення праці розробників, особливо на стадії проведення НДР і ДКР по створенню приводів малої потужності, компанія International Rectifier пропонує готові рішення на основі технології HVIC. На базі полумостового добу випускається плата управління IRMD2214 модулем в корпусі Econopac2, що містить 6 IGBT транзисторів класу 1200 В і робочим струмом 50 А при 100 ° С, а на базі трифазних добу - плата управління IRMD21381.

Обидві плати містять відповідні добу з необхідними зовнішніми компонентами і струмові шунти для підключення зовнішніх датчиків струму IR2277. Вхідні і вихідні роз'єми, встановлені на платах дозволяють підключати силове напруга постійного струму Ud, джерело напруги 15 В і зовнішню систему управління, за допомогою якої можна реалізовувати необхідні закони управління інвертором і приводом в цаелом.

Зовнішній вигляд демонстраційних плат наведено на рис. 10.

Мал. 10. Демонстраційні плати управління інвертором

література

1. Application Note AN1120.

2. IR2114 Date Sheet.

3. IR2214 Date Sheet.

4. IR21381 Date Sheet.

5. IR22381 Date Sheet.

6. IR2175 Date Sheet.

7. IR2277 Date Sheet.

Отримання технічної інформації, замовлення зразків, поставка
- e-mail: [email protected]

Нове сімейство програмованих інтелектуальних ключів

Корпорація International Rectifier оголосила про початок серійного виробництва сімейства силових інтелектуальних ключів верхнього рівня з програмованої відсіченням по струму і вбудованими захистами. Нові ключі IR331x призначені для роботи в мережах стандарту 14В. Вони підвищують надійність роботи пристроїв управління освітлювальними приладами, свічками передпускового підігріву дизелів, підігрівачів кондиціонерів, вентиляторів системи охолодження двигуна і салону.

Ключі сімейства IR331x забезпечують похибка вимірювання інформації ОС по струму не більше 5% від максимального струму у всьому діапазоні температур і високу точність вимірювання на малих токах. Смуга пропускання ОС по струму становить 100 кГц. Це дозволяє микроконтроллеру ефективно регулювати струм навантаження. Для додатків з низькою частотою перемикання в нових ключах передбачений режим м'якого старту. У разі переполюсовкі батареї вбудований контур захисту включає транзистор, допомагаючи інтегральному диоду проводити струм через ключ і знижуючи ймовірність його перегріву. Захист від електростатичного розряду і активна схема обмеження на рівні 40 В гарантують високу надійність роботи ключа в пристроях автоелектроніки за найскладніших умов експлуатації. Нове сімейство ключів складається з чотирьох приладів - IR3313S, IR3314S, IR3315S, IR3316S. Діапазон максимальних опорів каналу ключів варіюється від 7 до 20 мОм, а максимальні струми відсічення від 30 до 90 А. Діапазон регулювання струмів відсічення 1:10. Коефіцієнт чутливості ОС по струму варіюється вiд 2800: 1 у IR3315S до 8800: 1 у IR3313S. Ключ IR3316S є низькочастотної версією 90-амперного IR3313S і призначена для додатків з жорсткими обмеженнями на рівень випромінюваних перешкод. Ключі нової серії випускаються в 5-вивідних корпусах D2Pak, TO-220, TO-262.

Про компанію Int. Rectifier

У 2015 році компанія Infineon придбала компанію International Rectifier, тим самим значно посиливши свої лідируючі позиції в області силової електроніки. ...Читати далі